JPS60240941A - 空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、熱媒圧縮サイクルを有する空気調和機の制御
装置に関するものである。

〈従来技術〉 従来、熱媒を吐出する圧縮機と、該圧縮機に流路切換弁
を介して接続された室外熱交換器と、−側が室外熱交換
器に接続され他側か流路切換弁を介して圧縮機に接続さ
れた室内熱交換器とから熱媒圧縮サイクルが構成され、
前記室外熱交換器に強制的に送風するための室外送風機
を有し流路切換弁の切換により暖房−冷房−除霜運転が
可能な空気調和機において、暖房過負荷時に第５，６図
の如く室内熱交換器の温度が１２以上（例えば５５℃以
上）かあるいは負荷電流か１２以」二（例えば１８Ａ以
上）になれば、室外送風機を停止し圧縮機の過負荷を防
止し、高圧圧力上昇を防止していた。

しかし、このような制御方法では外気温が高いにもかか
わらず室外送風機が停止中に着霜し、除霜用サーモスタ
ットがたとえば一３°Ｃとなり、熱媒圧縮サイクルを冷
房サイクルに切換え、除霜に入る可能性があった。その
ためサイクル切換時の熱媒音の発生頻度が大となり、ま
た室温の低下による不快感も増大した。

〈　目的〉 本発明は、」―記に鑑み、暖房過負荷時に室外送風機を
停止することなく微小回転数で回転させることにより、
外気温が比較的高い条件下での着霜を防１にし得、除霜
回数を大巾に低減でき、暖房運転時の快適性を向−１ニ
し得る空気調和（幾の制御装置を提供しようとするもの
である。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明すると、こ
れは、熱媒を吐出する圧縮機１と、該圧縮機１に流路切
換弁２を介して接続された室外熱交換器３と、−側が室
外熱交換器３に接続され他側か流路切換弁２を介して圧
縮機１に接続された室内熱交換器・１とから熱媒圧縮サ
イクル５が構成され、前記室外熱交換器３に強制的に送
風するための室外送風（幾６を有し流路切換弁２の切換
により暖房−冷房一除霜運転力呵能な空気調和（幾にお
いで、１＠房負荷を検出する暖房負荷検出装置７が設け
られ、前記室外送風（幾６の回転数を制御する制御回路
８が設けられ、該制御回路８は、暖房負荷検出装置７か
らの入力信号により暖房過負荷時に室外送風機６を微小
回転数で回転させるよう構成されたものである。

第１，２図は本発明に係る制御装置の回路図で、図中９
は電源、１０は室内送風機、ｌｌａ、］２ａ。

１３ａは夫々圧縮（幾１、流路切換弁２、室内送風機１
０をＯＮさせるリレー接点である。

そして前記暖房負荷検出装Ｍ７は、電源９がら圧縮機１
、流路切換弁２、室内送風機１０及び室外送風機６等に
電流を供給する交流回路１・１中で負荷電流を検出する
負荷電流検知回路１６と、室内熱交換器４の温度を検知
する熱交換器用サーミスタ１７と、該サーミスタ１７か
らのアナログ信号をデジタル値に変換して制御回路０に
出力するＡ／Ｄ変換器１８とから構成されている。

また制御回路８は、前記暖房負荷検出装置７がらの入力
信号により、室外送風機６を「強」又は「超微」とする
信号を出力する主制御回路１つと、該主制御回路１９か
らの信号によりトリガー信号を３− 出力する位相制御回路２０と、該位相制御回路２（）か
らのトリが一信号により室外送風機６の回転数を制御す
るトライアック回路２１とがら構成されている。

なお、第１図中Ｘ、　Ｙ、Ｚは夫々第２図中のＸ。

）′、Ｚに電気的に接続されており、２２はトランス、
２３はブリッジ形整流回路（平滑を含む）である。そし
て、前記主制御回路１９は、一般的なワンチップマイク
ロコンピュータで、内部にプログラムＲＯＭ、データＲ
ＡＭ、ＡＬＵおよび入カポ−）ＩＮ１〜６、出力ポート
０ＵＴ１〜７を有し、外部発振回路２４により駆動され
ている。２５゜２６はスイッチで主制御回路１９のＩＮ
Ｉ、ＩＮＳに入力される。２７は室外熱交換器３の温度
検知用の除霜サーモスタットで主制御回路１９のＩＮＳ
に入力される。２８は室内用サーミスタで、Ａ／Ｄ変換
器２９でディジタル値に変換されて主制御回路１９のＩ
ＮＳに入力される。また前記熱交換器用サーミスタ１７
がらの温度信号は、Ａ／Ｄ変換器１８でディジタル値に
変換されて主側４− 御回路１９のＩＮ６に入力される。３０はドライバーア
レイで、出カポ−）ＯＬＪＴＩ〜３からの出力信号によ
り、リレーコイル１１，１２．１３を駆動する。

また、主制御回路１９から位相制御回路２０へは、出カ
ポ−）ＯＵＴ４から室外送風機６の風量信号１強」を出
力し、出カポ−）　ＯＬＪ　Ｔ　５からは風量信号「超
微」を出力し、出カポ−）　ＯＵ　Ｔ　６．７からは夫
々電源周波数（５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）に相応する信号を
出力する。

一方前記位相制御回路２０は、室外送風機６の電流信号
をトライアック回路２１から受け、主制御回路１９から
の風量信号に対応する位相を経過した後、トライアック
回路２１のトライアックの２１ＡをＯＮするトリが一信
号を出力するものである。即ち、位相制御回路２０は、
比較器３１を具え、該比較器３１のマイナス入力端子に
は、抵抗３２と、主制御回路１９の出カポ−）ＯＵＴ４
゜５に接続された抵抗値の異なる抵抗３３．３４とが並
列接続され、その並列抵抗と抵抗３５とで分圧された電
圧が印加される。また比較器３１のプラス入力端子には
、主制御回路１９の出力ポートロ、７に接続する抵抗３
６（５０８２時）、抵抗３７（６１’ｌ　Ｈｚ）、抵抗
３８，４１，４４、コンデンサ４（）、第一ホトカプラ
−４２のホトトランジスタ４２Ａ、トランジスタ４３、
及び抵抗４４が接続され、抵抗３６（５（’ｌＨｚ時）
又は抵抗３７（６０Ｈｚ時）を通してコンデンサ４０に
充電した電圧が印加される。なお、抵抗３６の方が抵抗
３７よりも大トい値、すなわち５（ｌＨｚの方が充電時
間が長くなる。

そして、該電圧は第４図の如く、トライアック回路２１
からの信号で室外送風機６の通電時にはホトトランジス
タ４２　ＡはＯＦＦ’となるため、トランジスタ４３は
抵抗３８を通してベース電流か供給されてＯＮし、抵抗
４，４を通しでコンデンサ４０は放電している。従って
比較器３１のプラス入力端子は低レベル電圧である。そ
して室外送風機６の電流がゼロになり、トライアック回
路２１のトライアック２１ＡがＯＦ　Ｆになると、トラ
イアック回路２１の発光ダイオード４．２　Ｂの発光に
よりホトトランジスタ４２ＡはＯＮＬ、トランジスタ４
３はＯＦ　Ｆとなり、コンデンサ４０は充電を始める。

そのため比較器３１のプラス入力端子の電圧が高くなり
、マイナス入力端子よりも入力電圧が高くなると、比較
器３１の出力はＨレベルとなり、抵抗４５、ダイオード
４６を通してトランジスタ４８にベース電流を流す。そ
のため１こ、トランジスタ４８がＯＮＬ、第二ホトカプ
ラー５０の発光ダイオード５（）を発光させ、第４図の
如くトリガー信号を出力し、トライアック回路２１のホ
トトライアック５（）ＢをＯＮする。なお、４５．４７
．４９は抵抗である。

また、トライアック回路２１は、位相制御回路２（）か
らのトリガー信号によりトライアック２１ＡをＯＮさせ
、室外送風機６をＯＮさせるとともに、第４図の如く室
外送風（幾６の電流遮断信号を位相制御回路２０の第一
ホトカプラ−４２のホトトランジスタ４２Ａに出力する
ものである。即ち、トライアック回路２］は第二ホトカ
プラー５０の７− ホ））ライアツク５０Ｂがトライアック２］Ａのゲート
に接続され、該ホトトライアック５０Ｂが位相制御回路
２（）からのトリガー信号により内部のＬ　Ｅ　Ｄが点
灯すると、内部トライアックがターンオンし、トライア
ック２］Ａに抵抗５１、ホトトライアック５０Ｂを通し
てゲート電流が流れてターンオンする。なお、図中５１
は抵抗、５３はコンデンサである。また、トライアツク
２１ＡＯＦＦ時には、交流電源９の電圧は室外送風機６
及び抵抗５２、ダイオードブリッヂ５３を通しで第一ホ
トカプラ−４２の発光ダイオード４２Ｂに印加して発光
させ、位相制御回路２（′）に室外送風機電流遮断信号
を出力する。

」１記構成においで、暖房運転時に、室内熱交換器４の
温度がＴ２（例えは５５℃）以」−になった時を熱交換
器用サーミスタ１７で検出し、又は負荷電流検知回路１
６で負荷電流が１２（アンペア１以上になった時を検出
し、これらの検出信号により主制御回路１９の出カポ−
）ＯＵＴ５がら［超微］の風量信号力咄力する。また暖
房運転時に室内熱８− 交換器４の温度がＴ２以下で負荷電流が１２以下の場合
は、主制御回路１９の出カポ−）　ＯＵ　Ｔ　４から「
強」の風量信号力咄力される。

位相制御回路２０では、」―述の如く、比較器３１のプ
ラス入力端子には、一定波形の電圧が印加されているが
、マイナス入力端子には主制御回路１９からの風量信号
により、抵抗３３又は３４の抵抗値の違いで異なるレベ
ルの電圧か印加されることになる。従って、比較器３１
の出力がＨレベルになる時期が異なり、第二ホトカプラ
ー５１）の発光ダイオード５０Ａからトリが一信号の出
力時期も風量信号「強」、「超微」によって異なってく
る。

即ち、トライアック回路２１に入力するトリガー信号の
時期的制御により室外送風機電流が制御され、例えば早
い時点でトリガー信号がホ））ライアツク５０．８に入
力されれば電流も多く流れ室外送風機６を「強風」で回
転させることかで外、第４図の如く遅い時点でトリが一
信号が入力されれば電流も少なく室外送風機６は「超微
風」で回転することになる。そして第１（）図の７０−
チャートで示す如く、室内熱交換器の温度が第５図の如
くＴ１以下となりかつ負荷電流が１１以下となったとき
に主制御回路１９の出カポ−）　ＯＵ　Ｔ　４から風量
信号を出力し、室外送風機６を強風に切換えて暖房運転
を続ける。

なお、第７図は室外送風機６の電動機のトルク−回転数
の関係を示す図で、その電動機を図中の負荷曲線で使用
して上記の如く位相制御すれば、６０　Ｈｚのとぎ超微
風で回転数が下がりすぎるのを防止でき、又電動機の速
度切換タップを現行通１）とすること力呵能である。そ
して超微風回転は、圧縮機１の保護装置力情ｊ１らかな
い程度の回転数で、例えば１５０〜２０　（１ｒｐｍに
シフトダウンすればよい。

また、第３１図は室外送風機６の回転数と遮断位相角の
関係を示す図で、遮断位相角を変えることにより、周波
数の異なる商用電源（５（’）Ｈ２と６（−））（ｚ）
のいずれであっても室外送風機６の回転数を同一にする
ことがでとる。即ち、位相制御回路２０において上記実
施例の如く、抵抗３６（５０ＨｚＺ）の抵抗値を抵抗３
７（６（ｌＨｚ）よりも大ぎい値とすれば、５０Ｈｚの
方が充電時間が長くなり、比較器３１のプラス入力端子
に印加される電圧波形■（十）は、第４図で示す場合よ
りも立」１９時間が長くなるが、その分筆４図が上段に
示す室外送風機６の電流波形も５（ｌＨｚの方が波長が
長くなるため、トリガー信号の発生時期が遅れても同量
の電流を室外送風機６に供給することができる。

〈効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明は、熱媒を吐出す
る圧縮機と、該圧縮機に流路切換弁を介して接続された
室外熱交換器と、−側が室外熱交換器に接続され池側が
流路切換弁を介して圧縮（幾１に接続された室内熱交換
器とから熱媒圧縮サイクルが構成され、前記室外熱交換
器に強制的に送風するための室外送風機を有し流路切換
弁の切換により暖房−冷房一除霜運転力呵能な空気調和
機において、暖房負荷を検出する暖房負荷検出装置が設
けられ、前記室外送風機の回転数を制御する制御回路が
設けられ、該制御回路は、暖房負荷検出１１− 装置からの人力信号により暖房過負荷時に室外送風機を
微小回転数で回転させるよう構成されるものである。

従って本発明によると、暖房過負荷時に室外送風機を停
止することなく微小回転数で回転させることにより、外
気温が比較的高い条件下での着霜を防止し得、除霜回数
を大１１に低減でき、暖房運転時の快適性を向上し得る
といった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例を示す制御回路図、第２図は同制
御回路の主制御回路と位相制御回路とを示す回路図、第
３図は同空気調和機の構成図、第・１図はトライアック
回路及び位相制御回路の各部の主な波形を示す図、＄５
図は室内熱交換器温度と室外送風機の関係を示す図、第
６図は同負荷電流と室外送風機の関係を示す図、第７図
は室外送風機の回転数とトルクの関係図、第８図は室外
送風機の回転数と遮断位相角特性を示す図、第９図は従
来の制御フローチャート、第１０図は本発明による制御
フローチャートである。 １２− １：圧縮機、２：流路切換弁、３：室外熱交換器、４：
室内熱交換器、５：熱媒圧縮サイクル、６：室外送風機
、°７：暖房負荷検出装置、８：制御回路、１６：負荷
電流検知回路、１７：熱交換器用サーミスタ、１９：主
制御回路、２０：位相制御回路、２１：トライアック回
路。 出　願　入　シャープ株式会社 代理人　中村恒久

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱媒を吐出する圧縮機と、該圧縮機に流路切換弁を介し
   て接続された室外熱交換器と、−側が室外熱交換器に接
   続され他側か流路切換弁を介して圧縮機に接続されｔこ
   室内熱交換器とから熱媒圧縮サイクルが構成され、前記
   室外熱交換器に強制的に送風するための室外送風機を有
   し流路切換弁の切換により暖房−冷房−除霜運転が可能
   な空気調和機において、暖房負荷を検出する暖房負荷検
   出装置が設けられ、前記室外送風機の回転数を制御する
   制御回路が設けられ、該制御１回路は、暖房負荷検出装
   置からの人力信号−二より暖房過負荷時１こ室外送風機
   を微小回転数で回転させるよう構成されたことを特徴と
   する空気調和機の制御装置。